專利名稱：對外部運(yùn)動因素引起的加速度不敏感的活動監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活動監(jiān)視系統(tǒng)和適于處理由至少第一和第二運(yùn)動傳感器在運(yùn)動期間 附接到對象時產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)的方法，對于每個對應(yīng)運(yùn)動傳感器，該讀出數(shù)據(jù)包括重力分 量、對象或?qū)ο蟛糠值闹鲃舆\(yùn)動造成的運(yùn)動分量以及外部力造成的被動運(yùn)動分量，其中處 理該數(shù)據(jù)導(dǎo)致被動運(yùn)動分量被消除。
背景技術(shù)：
基于加速度測量的活動監(jiān)視系統(tǒng)獲得越來越廣泛的使用。應(yīng)用遍及醫(yī)療和醫(yī)護(hù)、 康復(fù)、藥理學(xué)和消費(fèi)者生活方式領(lǐng)域。例如，在患者監(jiān)視中，活動傳感器提供情境信息，其有 助于提高諸如ECG和EMG信號之類的患者重要的生命體征的評估精度；在消費(fèi)者生活方式 領(lǐng)域，活動監(jiān)視器(AM)使得能夠估計與物理活動(PA)關(guān)聯(lián)的能量消耗(EE)以及標(biāo)識和分 類PA。與諸如視頻記錄、肌電圖和問卷調(diào)查之類的其他方法相比，加速度測量提供了一種適 合于客觀、可靠、長期且低成本地監(jiān)視自由生活對象的工具，其對于他們的日常生活的限制 非常有限。AM系統(tǒng)典型地由(若干)三軸加速度計和數(shù)據(jù)記錄單元組成。有時，陀螺儀和/ 或磁力計也存在。當(dāng)加速度計靜止不動時，它測量沿著其三個感測軸分解的地球重力g。讀 出矢量可以表示為Vg = (xg，yg, zg)(1)如果加速度計開始運(yùn)動，除了重力加速度之外，也記錄由運(yùn)動引起的慣性加速度。 傳感器的運(yùn)動可以由傳感器所附接的身體部分的主動運(yùn)動以及由外部力引起的“被動”運(yùn) 動造成。被動運(yùn)動可以例如在車輛中行進(jìn)、在崎嶇不平的道路上騎自行車或者利用割草機(jī) 勞動時出現(xiàn)。正在運(yùn)動的加速度計的讀數(shù)Va因而可以描述為Va = Vg+Vact+Vpas,Vact = (xact，Jact, Zact)，(2)Vpas = (xpas，ypas, zpas)，其中Vart表示來自主動運(yùn)動的加速度，并且Vpas表示來自被動運(yùn)動的加速度。Vg的存在被證明對預(yù)測活動相關(guān)EE (AEE)的精度沒有重大的影響[1]，但是顯然 不應(yīng)當(dāng)考慮外部運(yùn)動因素引起的加速度vpas。與通常為信號Va的DC并且可以簡單地通過 對Va低通濾波進(jìn)行相當(dāng)良好的估計的Vg不同的是，Vpas經(jīng)常與Vart通常在時域以及在頻域 混合，因而直接的濾波并不總是起作用。在一些特殊情況下，Vart對Va的貢獻(xiàn)可以忽略。例如，當(dāng)對象坐在車內(nèi)或者駕駛汽 車時，腰部安裝的加速度計主要測量汽車產(chǎn)生的加速度，該加速度可能來自道路不平度、電 機(jī)振動和/或速度變化，并且Vart在這種情況下幾乎為零。因此，如果可以將活動正確地識 別為駕駛，那么與該活動相應(yīng)的加速度數(shù)據(jù)可以從AEE計算中排除。在W02004/052202A1中，提出了用于活動監(jiān)視器的用戶接口，其允許來自用戶的 輸入指示“假”事件(例如駕駛)的發(fā)生，其中設(shè)備主要記錄外部運(yùn)動，從而可以在AEE計算中應(yīng)用校正因子。此外，描述了基于單傳感器或多傳感器系統(tǒng)的自動方案，其中這些事件 可以使用(一個或多個)傳感器的讀數(shù)通過活動分類算法來識別。類似地，在US6280409B1 和US2002/0116080A1中，介紹了一組閾值方法。利用這些方法，在前一種情況下，大大降低 了駕駛對于日常生活活動(ADL)水平評估的不希望的影響，并且在后一種情況下，在基于 加速度測量的系統(tǒng)中避免了虛警，該系統(tǒng)能夠通過監(jiān)視個人的運(yùn)動變化判斷他/她是否需 要幫助，并且在他/她在車輛中行進(jìn)時可能被錯誤地觸發(fā)。在上面的方法中存在一些明顯的缺陷。手工假事件指示器需要用戶介入，這在實 踐中可能導(dǎo)致不便以及事件的不精確的持續(xù)時間信息。自動活動識別方法(閾值方法為其 子集)的可靠性在其對于各種用戶以及在非實驗室環(huán)境下的魯棒性方面仍然受到質(zhì)疑，盡 管它們對于通常具有有限尺寸的測試數(shù)據(jù)集合表現(xiàn)出可接受的性能。更重要地，常見的缺 點在于，這些方法僅在其中va。t ^ 0且Vpas占主導(dǎo)地位的情況下(例如在車輛中行進(jìn))起作 用。它們不能處理其中Vart和Vpas在幅度上可比或者雖然Vart占主導(dǎo)地位但是Vpas具有不 可忽略的影響的情形。典型的示例將是在非常不平的道路上騎自行車。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過提供一種消除被動運(yùn)動造成的加速度信號并且保留真實活 動 引起的加速度信號的系統(tǒng)和方法而克服上述缺陷。依照一個方面，本發(fā)明涉及一種活動監(jiān)視系統(tǒng)，該活動監(jiān)視系統(tǒng)適于從至少第一 和第二運(yùn)動傳感器在運(yùn)動期間附接到對象時產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)中消除外部力造成的被動運(yùn) 動分量，該讀出數(shù)據(jù)包括重力分量、對象或?qū)ο蟛糠值闹鲃舆\(yùn)動造成的運(yùn)動分量以及被動 運(yùn)動分量，所述系統(tǒng)包括-處理器，其適于_估計由所述至少第一和第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的第一和第二重力分量，-基于估計的重力分量確定旋轉(zhuǎn)矩陣，該旋轉(zhuǎn)矩陣表示第一傳感器在取向上與第 二傳感器對準(zhǔn)所需的旋轉(zhuǎn)，-當(dāng)朝第二傳感器旋轉(zhuǎn)第一傳感器時，將第一運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)與旋轉(zhuǎn) 矩陣相乘，并且-當(dāng)朝第二運(yùn)動傳感器旋轉(zhuǎn)第一運(yùn)動傳感器時，從第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù) 據(jù)中減去該相乘的結(jié)果。相應(yīng)地，通過處理來自所述兩個或更多運(yùn)動傳感器的讀數(shù)，可以抵消被動運(yùn)動造 成的讀出數(shù)據(jù)，即所述系統(tǒng)變成與被動運(yùn)動分量無關(guān)，但是保留真實活動引起的加速度信 號。這導(dǎo)致對外部運(yùn)動因素敏感的問題被解決，該問題例如對于基于加速度測量的PA評估 系統(tǒng)是固有的。系統(tǒng)的可靠性因而將大大提高，因為它變得相對于所有類型的環(huán)境是魯棒 的，所述環(huán)境例如其中主動運(yùn)動分量Vart和被動運(yùn)動分量Vpas在幅度上可比或者其中雖然 Vact占主導(dǎo)地位但是Vpas具有不可忽略的影響，例如在非常不平的道路上騎自行車。在一個實施例中，在對應(yīng)位置處將運(yùn)動傳感器附接到對象，使得當(dāng)對象經(jīng)歷運(yùn)動 時，運(yùn)動傳感器坐標(biāo)系統(tǒng)的取向不同地變化。在一個實施例中，所述對應(yīng)位置為對象的不同 身體部分。因此，可以將這些傳感器附接到例如腰部、胸部、手臂、手腕、大腿和腳踝。所提出的解決方案要求傳感器應(yīng)當(dāng)放置在產(chǎn)生顯著不同的加速度信號的身體部分。這將在后面更 詳細(xì)地加以討論。在一個實施例中，所述運(yùn)動傳感器是三個或更多運(yùn)動傳感器。它們可以通過將每 兩個傳感器分組或者選擇一個傳感器并且將其余傳感器與該傳感器分別分組來形成兩個 或更多運(yùn)動傳感器配對，消除被動運(yùn)動分量的步驟針對每個對應(yīng)運(yùn)動傳感器配對而執(zhí)行。相應(yīng)地，提供了多個讀數(shù)，其可以以各種方式處理，例如通過取來自傳感器配對的 平均值作為最終讀出值。在一個實施例中，所述運(yùn)動傳感器是形成兩個或更多運(yùn)動傳感器配對的三個或更 多運(yùn)動傳感器，所述處理進(jìn)一步包括從所述兩個或更多運(yùn)動傳感器配對中選擇一個運(yùn)動傳 感器配對作為所述第一和第二運(yùn)動傳感器，該選擇基于監(jiān)視哪個讀出數(shù)據(jù)與所述三個或更 多運(yùn)動傳感器差別最大。相應(yīng)地，讀出數(shù)據(jù)中差別越大，最終處理的讀數(shù)越不可能接近零。此外，結(jié)果將是 測量變得更加穩(wěn)定和精確。在一個實施例中，所述運(yùn)動傳感器是三軸加速度計。
在一個實施例中，所述運(yùn)動傳感器集成到所述系統(tǒng)中并且形成手持式設(shè)備。相應(yīng)地，提供了一種手持式系統(tǒng)，其中處理器可以集成到PDA、移動電話、手表等寸。在一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括適于耦合到處理器的接收器，運(yùn)動傳感器位于 外部并且適于向接收器發(fā)送讀出數(shù)據(jù)。因此，所述處理可以通過外部計算機(jī)系統(tǒng)而發(fā)生，這使得所述系統(tǒng)對于對象更加 經(jīng)濟(jì)。舉例而言，可以在醫(yī)護(hù)提供商處提供外部計算機(jī)系統(tǒng)，在那里發(fā)生所有的處理步驟。 因此，對象僅需攜帶運(yùn)動傳感器。在一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括用于存儲由至少第一和第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的 讀出數(shù)據(jù)的存儲器。因此，所述至少第一和第二運(yùn)動傳感器可以形成與處理器分開的傳感器單元組 件。因此，讀出數(shù)據(jù)可以例如在以后上傳到其中發(fā)生上述數(shù)據(jù)處理的外部計算機(jī)。依照另一個方面，本發(fā)明涉及活動監(jiān)視套件，該活動監(jiān)視套件包括-處理器，以及-適于耦合到處理器的至少第一和第二運(yùn)動傳感器，處理器適于從所述運(yùn)動傳感 器在運(yùn)動期間附接到對象時產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)中消除外部力造成的被動運(yùn)動分量，該讀出數(shù) 據(jù)包括重力分量、對象或?qū)ο蟛糠值闹鲃舆\(yùn)動造成的運(yùn)動分量以及被動移動分量，被動運(yùn) 動分量的消除包括-估計由所述至少第一和第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的第一和第二重力分量，-基于估計的重力分量確定旋轉(zhuǎn)矩陣，該旋轉(zhuǎn)矩陣表示第一傳感器在取向上與第 二傳感器對準(zhǔn)所需的旋轉(zhuǎn)，-當(dāng)朝第二傳感器旋轉(zhuǎn)第一傳感器時，將第一運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)與旋轉(zhuǎn) 矩陣相乘，并且-當(dāng)朝第二運(yùn)動傳感器旋轉(zhuǎn)第一運(yùn)動傳感器時，從第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù) 據(jù)中減去該相乘的結(jié)果。
依照再一個方面，本發(fā)明涉及從至少第一和第二運(yùn)動傳感器在運(yùn)動期間附接到對 象時產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)中消除外部力造成的被動運(yùn)動分量的方法，該讀出數(shù)據(jù)包括重力分 量、對象或?qū)ο蟛糠值闹鲃舆\(yùn)動造成的運(yùn)動分量以及被動運(yùn)動分量，所述方法包括-估計由所述至少第一和第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的第一和第二重力分量，-基于估計的重力分量確定旋轉(zhuǎn)矩陣，該旋轉(zhuǎn)矩陣表示第一傳感器在取向上與第 二傳感器對準(zhǔn)所需的旋轉(zhuǎn)，-當(dāng)朝第二傳感器旋轉(zhuǎn)第一傳感器時，將第一運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)與旋轉(zhuǎn) 矩陣相乘，并且-當(dāng)朝第二運(yùn)動傳感器旋轉(zhuǎn)第一運(yùn)動傳感器時，從第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù) 據(jù)中減去該相乘的結(jié)果。依照又一個方面，本發(fā)明涉及一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)該產(chǎn)品在計算機(jī)上運(yùn)行時 用于指示處理單元執(zhí)行權(quán)利要求7的方法步驟。本發(fā)明的方面中的每一個都可以與任何其他方面相結(jié)合。本發(fā)明的這些和其他方 面根據(jù)以下描述的實施例將是清楚明白的，并且將參照這些實施例進(jìn)行闡述。


下面將僅通過示例參照附圖描述本發(fā)明的實施例，在附圖中圖1示出了依照本發(fā)明的活動監(jiān)視系統(tǒng)的一個實施例，圖2示出了圖1中的活動監(jiān)視系統(tǒng)的另一個實施例，圖3用圖形繪出了傳感器佩戴位置的不同組合，圖4用圖形繪出了不同情形下的傳感器坐標(biāo)系統(tǒng)的取向，圖5為前面在圖1和圖2下討論的外部運(yùn)動抵消方案的框圖，以及圖6為依照本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實施例方式圖1示出了依照本發(fā)明的活動監(jiān)視系統(tǒng)100的一個實施例，其適于從至少第一和 第二運(yùn)動傳感器在運(yùn)動期間附接到對象104時產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)105中消除外部力造成的被 動運(yùn)動分量。優(yōu)選地，運(yùn)動傳感器101、102在對象的不同身體部分附接到對象，使得當(dāng)對象 104經(jīng)歷運(yùn)動時，運(yùn)動傳感器坐標(biāo)系統(tǒng)的取向不同地變化。這將在以后在圖3和圖4中更詳 細(xì)地加以討論。術(shù)語對象指的是人、動物或生物物種，以及能夠在空間中至少部分自由地運(yùn) 動的任何裝置，例如機(jī)器人。該系統(tǒng)包括至少第一運(yùn)動傳感器101和至少第二運(yùn)動傳感器102以及耦合到這些 運(yùn)動傳感器的處理器(P) 103。在該實施例中，系統(tǒng)集成到用戶攜帶的手持式設(shè)備中，所述手 持式設(shè)備例如移動電話、PDA、數(shù)字手表等等，其中運(yùn)動傳感器通過有線或無線通信鏈路連 接到處理器。在一個實施例中，這些運(yùn)動傳感器是三軸加速度計，但是其他類型的傳感器同樣 是可能的，例如超聲運(yùn)動檢測器。假設(shè)運(yùn)動傳感器的數(shù)量為2，例如第一和第二三軸加速度計，那么讀出數(shù)據(jù)105可 以表示為
C) =C O二，(3)
((2)=C )，(4)其中和分別表示來自這兩個加速度計的矢量加速度讀數(shù)，和為矢量 重力加速度分量，和Ffl^為來自主動運(yùn)動的矢量加速度，并且和為來自被動運(yùn)動 的矢量加速度。在其中主動身體運(yùn)動和外部運(yùn)動因素共同存在并且沒有一個可忽略的情況 下，Vact和Vpas分量在&(1)和〔⑵中具有顯著的值。直接低通或高通濾波僅在Vart和Vpas在頻 譜上不重疊時起作用，并且它不能夠處理更一般的情況。重疊通常表示Vart和Vpas在頻率上 的重疊，即Vart和Vpas 二者都具有在其頻譜上不可分開的低頻和/或高頻分量。這適用于所 有軸換而言之，當(dāng)諸如三軸加速度計之類的運(yùn)動傳感器靜止不動時，它測量沿著其三 個感測軸分解的地球重力。如果加速度計開始運(yùn)動，那么除了重力加速度之外，也記錄由運(yùn) 動引起的慣性加速度。然而，加速度計的該運(yùn)動可以由傳感器所附接的身體部分的主動運(yùn) 動以及由外部力引起的“被動”運(yùn)動造成。這樣的被動運(yùn)動可以來源于對象在車輛中行進(jìn)、 在崎嶇不平的道路上騎自行車、利用割草機(jī)勞動、在火車中行進(jìn)、乘電梯或自動扶梯、在娛 樂公園游玩等等時。在這些被動運(yùn)動形成與主動運(yùn)動分量造成的真實活動引起的加速度信 號的偏差這個意義上，這些被動運(yùn)動可以被認(rèn)為是加速度信號中的“噪聲”。正是這個被動 運(yùn)動分量為系統(tǒng)100所消除。在實踐中，所述兩個加速度計的感測軸通常不對準(zhǔn)。也就是說，在方程(3)和(4) 中，對于重力分量而言，# 。此外，這兩個傳感器坐標(biāo)系統(tǒng)的相對取向隨著瞬時身體 姿勢和進(jìn)行的活動而相應(yīng)地變化(參見圖3和圖4)。這意味著外部運(yùn)動引起的加速度由所 述兩個加速度計不同地感測，即)本V^。處理器103的作用是處理讀出數(shù)據(jù)以便消除外部力造成的被動運(yùn)動分量和 C。為此，估計重力分量和。讓我們將給定時刻的加速度矢量〔(1)和表示為
和G(2)M，其中k表示采樣時刻(以例如秒或毫秒為單位)。針對給定時刻k確定對于重 力加速度矢量Vg的時間估計和&(2)。在一個實施例中，這些時間估計通過下列方程來確
定
C = O^rIx,--](5)
丄入+ ‘ m=-K
d=AlT[“(6)-ml和- mj分別為離散時域下來自第一和第二運(yùn)動傳感器的加速度讀 出數(shù)據(jù)序列，k為采樣時刻，并且2K+1為用于平均的圍繞和的樣本數(shù)。舉例而 言，如果例如采樣時刻為k = 3s，即為Va[3s]提取重力和慣性分量并且K= 1，那么方程(5)和(6)分別變成l/(2*l + l)(Fa(1)[2]+ V^[3]+V^[4])=V^[3]= V^a1/(2*1 + 1)(((2)[2]+ ^)[3]+^)[4])=Ff[3]= V^。這顯然正好是時間間隔 2-4
秒上傳感器讀數(shù)的平均值。當(dāng)該時間間隔選擇得合理時，該估計通常是很好的猜測，因為慣 性力不太可能持續(xù)非常長的時間，而是傾向于平均到接近零。舉例而言，如果佩戴加速度計 的個人向上跳躍，那么慣性加速度矢量初始時最大，在最大高度處(在個人停止時刻)變?yōu)?零，并且當(dāng)個人觸地時變?yōu)樨?fù)。如果采樣頻率足夠高，那么這些慣性加速度矢量隨著時間的 總和將為零，并且因而加速度計讀數(shù)的總和(或平均值)將等于重力加速度。在這里，當(dāng)然 重要的是選擇提供合理的Vg(1’2) [k]的合理時間間隔。這取決于應(yīng)用或者加速度計的實現(xiàn)方 式，例如運(yùn)動類型。如果應(yīng)用是跳躍，那么合理的時間間隔可以例如是1-2秒。在估計了由所述至少第一和第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的第一和第二重力分量之后，基 于估計的重力分量確定旋轉(zhuǎn)矩陣R，該旋轉(zhuǎn)矩陣表示第一傳感器在取向上與第二傳感器對 準(zhǔn)所需的旋轉(zhuǎn)，或者相反地，表示第二傳感器在取向上與第一傳感器對準(zhǔn)所需的旋轉(zhuǎn)。相應(yīng) 地，得到 μ ω = R(2)^)V(2)( 7 )
C)=嚴(yán)”(8)其中R(2)—⑴和R(1)—⑵分別表示當(dāng)朝旋轉(zhuǎn)時以及當(dāng)朝Ff〗旋轉(zhuǎn)Ff時的旋轉(zhuǎn) 矩陣。對于作為示例的三軸加速度計而言并且將地球取作參考坐標(biāo)系，旋轉(zhuǎn)矩陣R是 3X3矩陣，其可以分解成三個子旋轉(zhuǎn)矩陣艮⑶入尺/妁和Rz(v)的乘積。這三個矩陣分別 代表在將一個矢量旋轉(zhuǎn)到另一個矢量時關(guān)于χ軸的平面旋轉(zhuǎn)θ、關(guān)于y軸的平面旋轉(zhuǎn)爐以 及關(guān)于ζ軸的平面旋轉(zhuǎn)Ψ。當(dāng)θ、識和ψ都非零時，方程(7)或(8)具有最大三個未知數(shù)， 并且因而它是可求解的。下一步驟是當(dāng)朝第一傳感器旋轉(zhuǎn)第二傳感器時，將第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù)
據(jù)(方程(4))與旋轉(zhuǎn)矩陣R⑵一 ω相乘。結(jié)果是
穴⑵= vm + 尺⑵―(I)f^) + vm，.(9)其中使用了方程(7)和外部運(yùn)動效應(yīng)
穴⑵―⑴廠⑵《 J7⑴(10)
*vr paspas應(yīng)當(dāng)指出的是，措詞第一傳感器也可以表示產(chǎn)生方程(4)中的讀出數(shù)據(jù)的運(yùn)動傳 感器。因此，上述步驟也可以表示Rdh⑵與方程(3)相乘。因此，利用於ihwK^.并 且使用方程(8)，結(jié)果將是 R^ym = vg(2) + Λ ⑴—(2)d) + Vip2J 最后，從第一運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)中減去乘法結(jié)果，即方程(9)，即從(3)中減去(9)給出
權(quán)利要求
一種活動監(jiān)視系統(tǒng)(100)，適于從至少第一和第二運(yùn)動傳感器(101，102)在運(yùn)動期間附接到對象(104)時產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)(105)中消除外部力造成的被動運(yùn)動分量，該讀出數(shù)據(jù)(105)包括重力分量、對象或?qū)ο蟛糠值闹鲃舆\(yùn)動造成的運(yùn)動分量以及被動運(yùn)動分量，所述系統(tǒng)包括 處理器(103，203)，其適于 估計由所述至少第一和第二運(yùn)動傳感器(101，102)產(chǎn)生的第一和第二重力分量， 基于估計的重力分量確定旋轉(zhuǎn)矩陣，該旋轉(zhuǎn)矩陣表示第一傳感器在取向上與第二傳感器對準(zhǔn)所需的旋轉(zhuǎn)， 當(dāng)朝第二傳感器旋轉(zhuǎn)第一傳感器時，將第一運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)與旋轉(zhuǎn)矩陣相乘，并且 當(dāng)朝第二運(yùn)動傳感器旋轉(zhuǎn)第一運(yùn)動傳感器時，從第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)中減去該相乘的結(jié)果。
2.依照權(quán)利要求1的活動監(jiān)視系統(tǒng)，其中在對應(yīng)位置處將運(yùn)動傳感器(101，102)附 接到對象(104)，使得當(dāng)對象經(jīng)歷運(yùn)動時，運(yùn)動傳感器坐標(biāo)系統(tǒng)(401，402)的取向不同地變 化。
3.依照權(quán)利要求2的活動監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述對應(yīng)位置為對象的不同身體部分。
4.依照權(quán)利要求1的活動監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述運(yùn)動傳感器(101，102)是形成兩個或更 多運(yùn)動傳感器配對的三個或更多運(yùn)動傳感器，消除被動運(yùn)動分量的步驟針對每個對應(yīng)運(yùn)動 傳感器配對而執(zhí)行。
5.依照權(quán)利要求1的活動監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述運(yùn)動傳感器(101，102)是形成兩個或更 多運(yùn)動傳感器配對的三個或更多運(yùn)動傳感器，所述處理進(jìn)一步包括從所述兩個或更多運(yùn)動 傳感器配對中選擇一個運(yùn)動傳感器配對作為所述第一和第二運(yùn)動傳感器，該選擇基于監(jiān)視 哪個讀出數(shù)據(jù)與所述三個或更多運(yùn)動傳感器差別最大。
6.依照權(quán)利要求1的活動監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述運(yùn)動傳感器是三軸加速度計。
7.依照權(quán)利要求1的活動監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述運(yùn)動傳感器(101，102)集成到所述系統(tǒng) 中并且形成手持式設(shè)備。
8.依照權(quán)利要求1的活動監(jiān)視系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)還包括適于耦合到處理器(204)的 接收器(203)，運(yùn)動傳感器(101，102)位于外部并且適于向接收器(203)發(fā)送讀出數(shù)據(jù) (105)。
9.依照權(quán)利要求1的活動監(jiān)視系統(tǒng)，還包括用于存儲由至少第一和第二運(yùn)動傳感器產(chǎn) 生的讀出數(shù)據(jù)的存儲器(205)。
10.一種活動監(jiān)視套件，包括-處理器(103)，以及-適于耦合到處理器(103)的至少第一和第二運(yùn)動傳感器(101，102)，處理器適于從所 述運(yùn)動傳感器在運(yùn)動期間附接到對象時產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)中消除外部力造成的被動移動分 量，該讀出數(shù)據(jù)包括重力分量、對象或?qū)ο蟛糠值闹鲃右苿釉斐傻囊苿臃至恳约氨粍右苿?分量，被動移動分量的消除包括_估計由所述至少第一和第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的第一和第二重力分量，_基于估計的重力分量確定旋轉(zhuǎn)矩陣，該旋轉(zhuǎn)矩陣表示第一傳感器在取向上與第二傳感器對準(zhǔn)所需的旋轉(zhuǎn)，_當(dāng)朝第二傳感器旋轉(zhuǎn)第一傳感器時，將第一運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)與旋轉(zhuǎn)矩陣 相乘，并且_當(dāng)朝第二運(yùn)動傳感器旋轉(zhuǎn)第一運(yùn)動傳感器時，從第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)中 減去該相乘的結(jié)果。
11.一種從至少第一和第二運(yùn)動傳感器在運(yùn)動期間附接到對象時產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)中消 除外部力造成的被動運(yùn)動分量的方法，該讀出數(shù)據(jù)包括重力分量、對象或?qū)ο蟛糠值闹鲃?運(yùn)動造成的運(yùn)動分量以及被動運(yùn)動分量，所述方法包括-估計由所述至少第一和第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的第一和第二重力分量(601)，_基于估計的重力分量確定旋轉(zhuǎn)矩陣，該旋轉(zhuǎn)矩陣表示第一傳感器在取向上與第二傳 感器對準(zhǔn)所需的旋轉(zhuǎn)(603)，_當(dāng)朝第二傳感器旋轉(zhuǎn)第一傳感器時，將第一運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)與旋轉(zhuǎn)矩陣 相乘(605)，并且_當(dāng)朝第二運(yùn)動傳感器旋轉(zhuǎn)第一運(yùn)動傳感器時，從第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)中 減去該相乘的結(jié)果(607)。
12.—種計算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)該產(chǎn)品在計算機(jī)上運(yùn)行時用于指示處理單元執(zhí)行權(quán)利要 求11的方法步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種活動監(jiān)視系統(tǒng)，其適于從第一和第二運(yùn)動傳感器在運(yùn)動期間附接到對象時產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)中消除外部力造成的被動運(yùn)動分量。該讀出數(shù)據(jù)包括重力分量、對象或?qū)ο蟛糠值闹鲃舆\(yùn)動造成的運(yùn)動分量以及被動運(yùn)動分量。處理器估計由所述至少第一和第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的第一和第二重力分量。它基于估計的重力分量確定旋轉(zhuǎn)矩陣，該旋轉(zhuǎn)矩陣表示第一傳感器在取向上與第二傳感器對準(zhǔn)所需的旋轉(zhuǎn)。然后，當(dāng)朝第二傳感器旋轉(zhuǎn)第一傳感器時，它將第一運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)與旋轉(zhuǎn)矩陣相乘。最后，當(dāng)朝第二運(yùn)動傳感器旋轉(zhuǎn)第一運(yùn)動傳感器時，它從第二運(yùn)動傳感器產(chǎn)生的讀出數(shù)據(jù)中減去該相乘的結(jié)果。
文檔編號A61B5/11GK101969848SQ200980109016
公開日2011年2月9日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者B·尹 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司